內(nèi)燃機(jī)裝配線上全自動(dòng)曲軸摩擦扭矩試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用,機(jī)械工程論文

內(nèi)燃機(jī)裝配線上全自動(dòng)曲軸摩擦扭矩試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用,機(jī)械工程論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【】【】【】【】【】?jī)?nèi)燃機(jī)裝配線上全自動(dòng)曲軸摩擦扭矩試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)論文優(yōu)選范文：內(nèi)燃機(jī)裝配線上全自動(dòng)曲軸摩擦扭矩試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用內(nèi)容摘要：在內(nèi)燃機(jī)裝配線中，將自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)燃燒經(jīng)過中，對(duì)裝配機(jī)的一些參數(shù)進(jìn)行測(cè)試是非常重要的。本文主要介紹曲軸連桿頸與氣缸頂距離自動(dòng)測(cè)量機(jī)，全自動(dòng)曲軸摩擦扭矩試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)裝配線上。這些在線自動(dòng)檢測(cè)儀的研制成功填補(bǔ)了國內(nèi)空白，大大提高了內(nèi)燃機(jī)的裝配質(zhì)量。本文關(guān)鍵詞語：自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；內(nèi)燃機(jī)；裝配線；應(yīng)用；作者簡(jiǎn)介：吳航〔1972-〕，男，陜西西安人，專業(yè)帶頭人，碩士，研究方向?yàn)槠囍圃炫c裝配技術(shù)。；0引言隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和經(jīng)濟(jì)體制的改革，我們國家工業(yè)也呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著工業(yè)的發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)被廣泛使用，經(jīng)濟(jì)效益和安全水平提高，促進(jìn)了我們國家工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。為了確保內(nèi)燃機(jī)的組裝質(zhì)量，曲軸的摩擦力矩和連桿與缸體頂部的距離是兩個(gè)重要的參數(shù)。假如所有這些參數(shù)都是人工檢查的，人工測(cè)量的不能知足自動(dòng)裝配線的生產(chǎn)率要求。另外，在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，便于采集數(shù)據(jù)的后期處理和更多信息的采集。因而，測(cè)量技術(shù)在裝配線上的應(yīng)用非常重要。1內(nèi)燃機(jī)裝配的意義和內(nèi)容1.1內(nèi)燃機(jī)裝配的重要性在內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)經(jīng)過中，內(nèi)燃機(jī)裝配是任務(wù)的最后一步，主要任務(wù)是根據(jù)科學(xué)規(guī)范和技術(shù)要求，將所有零件加工并組裝成一個(gè)完好的機(jī)械設(shè)備。內(nèi)燃機(jī)具有很多組裝零件和復(fù)雜的組裝步驟。作為組裝工作的重要方面，內(nèi)燃機(jī)的安裝對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)部質(zhì)量和使用壽命有著重要的影響。根據(jù)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)裝置可允許內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)承受更高層次的溫度，縮短內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱時(shí)間，并減少內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的熱負(fù)荷。在制造經(jīng)過的最后階段，負(fù)載分配誤差對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性能具有直接的有害影響。隨著內(nèi)燃機(jī)壽命的增加和內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量的提高，人們?cè)絹碓街匾晝?nèi)燃機(jī)的組裝，以鼓勵(lì)內(nèi)燃機(jī)在我們國家工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮更重要的作用。1.2內(nèi)燃機(jī)的組裝方式方法內(nèi)燃機(jī)零件的組裝是復(fù)雜的。在內(nèi)燃機(jī)的組裝經(jīng)過中，各種組裝公式方式方法能夠促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的平穩(wěn)組裝。這用于最大程度地利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的部件并驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)組件，進(jìn)而能夠使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的形狀標(biāo)準(zhǔn)化。裝配方式方法的特點(diǎn)：〔1〕完全交換裝配方式方法中存在等價(jià)性原則。機(jī)器各部分的差異是一致的，并建立在完全互換的基礎(chǔ)上。在組裝經(jīng)過中，不需要調(diào)整的零件是由于外部工作而完全更換的原始零件，以確保機(jī)器的正常運(yùn)行。〔2〕在給定的條件下，能夠提高內(nèi)燃機(jī)的組裝精度，但是無需招致新的加工成本和零件負(fù)荷。裝配方式方法的選擇基于經(jīng)濟(jì)適用性原則，尺寸環(huán)公差鏈的組件，符合規(guī)格的組件以及內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)原理，以實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益并促進(jìn)改良內(nèi)部整合水平?！?〕置換方式方法也是內(nèi)燃機(jī)組裝工作中常用的方式方法。因而，使用置換方式方法能夠減少內(nèi)燃機(jī)組裝的難度。在內(nèi)燃機(jī)的組裝經(jīng)過中，通過機(jī)械加工或手動(dòng)修理來提高內(nèi)燃機(jī)零件的公差，并且通過修理和修改尺寸鏈來構(gòu)成環(huán)的尺寸。這樣，組裝工作符合發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)規(guī)格并知足密封環(huán)的要求?！?〕通過重新放置組件或自定義組件來調(diào)整組件的大小。在造成零件缺陷的情況下，應(yīng)調(diào)整零件，以使整機(jī)的組裝工作到達(dá)必要的技術(shù)指標(biāo)，并促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量和水平的提高?！?〕在組裝經(jīng)過中無法完全執(zhí)行替換組裝方式方法。只需要調(diào)整零件，大多數(shù)零件就能夠保持其原始狀態(tài)，以便組裝工人能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行組裝。這種安裝方式方法優(yōu)于完全可互換的安裝方式方法，且這種安裝方式方法比擬普遍。使用該方式方法可提高裝配環(huán)的通用性，進(jìn)而無需調(diào)整大多數(shù)零件，進(jìn)而降低了工作的復(fù)雜性并提高了裝配工作的效率。2檢測(cè)曲軸連桿頸與氣缸頂部之間的距離2.1曲軸連桿銷與氣缸頂部之間距離的測(cè)量重要性測(cè)試部分僅在帶有曲軸的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體條件下進(jìn)行。以每分鐘10次的速度檢查曲軸和軸承箱之間的間隙和間隙，并以該速度旋轉(zhuǎn)。這樣，測(cè)量結(jié)果與曲軸的實(shí)際工況相符，并且都是動(dòng)態(tài)測(cè)試的結(jié)果。測(cè)得的數(shù)據(jù)不僅能夠通過工作站設(shè)備上的計(jì)算機(jī)監(jiān)控來顯示，而且還能夠傳輸?shù)较乱徽?。工人根?jù)接收到的數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的活塞連桿總成進(jìn)行裝配，內(nèi)燃機(jī)的質(zhì)量將得到大大提高。2.2試驗(yàn)方式方法和原理當(dāng)氣缸和曲軸到達(dá)試驗(yàn)臺(tái)時(shí)，氣缸由電機(jī)、轉(zhuǎn)臂和砂輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)橫向定位，該裝置自動(dòng)與曲軸端部的加工連接板接觸，曲軸以10r/min的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)安裝了一個(gè)感應(yīng)位移傳輸裝置，以將傳感器探頭發(fā)送到氣缸孔中。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸軸頸的外外表接觸傳感器頭。當(dāng)探針進(jìn)入氣缸孔時(shí)，計(jì)算機(jī)和傳感器頭在接觸經(jīng)過中開場(chǎng)對(duì)曲軸軸頸的外外表進(jìn)行采樣，然后將測(cè)量數(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)。根據(jù)機(jī)械計(jì)算進(jìn)行計(jì)算時(shí)得到的最短距離是曲軸連桿軸頸到缸體頂面的距離。由于測(cè)量距離是氣缸頂面與曲軸軸頸之間的距離，因而測(cè)量精度與滑動(dòng)臺(tái)的定位精度無關(guān)。測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)?5m外的下一站，在下一站，工人使用接收到的數(shù)據(jù)來選擇適宜的活塞和連桿組并組裝零件。2.3測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)及測(cè)試中的問題曲軸到軸頸端點(diǎn)的距離為94.4mm,當(dāng)曲軸以每分鐘10轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其外點(diǎn)在0.5ms內(nèi)移動(dòng)1.29/m,位移測(cè)量誤差為2m,并且取平均值十次。應(yīng)在0.5ms內(nèi)選擇數(shù)據(jù)，并應(yīng)考慮試驗(yàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。這就要求傳感頭、公里計(jì)數(shù)器、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)等提供良好的動(dòng)態(tài)反響特性才能具備。將傳感器和測(cè)量頭簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)量進(jìn)給系統(tǒng)，其固有頻率如下：通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘_確定探針的質(zhì)量〔m〕和彈簧常數(shù)〔k〕。在確定彈簧系數(shù)時(shí)，探頭一方面能夠在彈簧的壓力下粘附在曲軸軸頸的外表上，并且具有良好的彈性。另一方面，探針的形狀能夠改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。在設(shè)計(jì)中考慮這兩個(gè)因素，為了獲得更好的測(cè)試結(jié)果，測(cè)試系統(tǒng)使用特殊的校準(zhǔn)設(shè)備和一組刻度盤。特殊的校準(zhǔn)設(shè)備可模擬實(shí)際的氣缸孔，標(biāo)準(zhǔn)尺寸為228.5mm,用于測(cè)試所需合格距離的中值。當(dāng)傳感器和刻度盤同時(shí)產(chǎn)生位移時(shí)，計(jì)算機(jī)將辨別輸入數(shù)據(jù)并將其與測(cè)量值進(jìn)行比擬，以完成整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)。2.4測(cè)試結(jié)果分析該測(cè)試儀主要用于康明斯B系列內(nèi)燃機(jī)總成的自動(dòng)在線檢查。該內(nèi)燃機(jī)連桿和氣缸頂部之間的距離為320mm等。將內(nèi)燃機(jī)在這個(gè)尺寸部分分為三組，內(nèi)燃機(jī)A組尺寸范圍為228mm至600mm.內(nèi)燃機(jī)B組是一組尺寸為228mm至418mm的機(jī)器。內(nèi)燃機(jī)C組尺寸從320mm到417mm.內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)設(shè)備的顏色由試驗(yàn)結(jié)果斷定，機(jī)械會(huì)自動(dòng)對(duì)缸體，分別對(duì)A組、B組、C組打上紅、黃、綠三種顏色的標(biāo)記。工人根據(jù)測(cè)量結(jié)果，選擇缸體與內(nèi)燃機(jī)活塞組合的連桿總成，進(jìn)而提高內(nèi)燃機(jī)的質(zhì)量。在內(nèi)燃機(jī)的尺寸范圍內(nèi)，探測(cè)器將提供聲光警示。3曲軸摩擦轉(zhuǎn)矩自動(dòng)檢測(cè)機(jī)3.1曲軸扭矩摩擦曲軸扭矩自動(dòng)測(cè)量機(jī)用于曲軸扭矩的自動(dòng)在線測(cè)量。所謂曲軸扭矩是指內(nèi)燃機(jī)曲軸與活塞的連桿連接在缸體上，而曲軸所產(chǎn)生的扭矩是由其他能源摩擦產(chǎn)生的，動(dòng)態(tài)摩擦扭矩是一個(gè)隨機(jī)信號(hào)。式中：mx〔t〕=E[x〔t〕].頻域本身值是自相關(guān)傅里葉變換確定的本身功率譜密度的函數(shù)。即將測(cè)得的摩擦轉(zhuǎn)矩特性值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比擬，判定測(cè)得的摩擦轉(zhuǎn)矩特性能否合格，并將測(cè)得的摩擦轉(zhuǎn)矩特性值保存在計(jì)算機(jī)中以進(jìn)行故障排除。使用可編程控制器〔PLC〕觸發(fā)微計(jì)算機(jī)掃描程序并生成5V脈沖觸發(fā)。假如存在系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)源并且曲軸被夾緊，則RLC將同時(shí)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)以啟動(dòng)延遲程序，在測(cè)量完成后控制驅(qū)動(dòng)器，并且執(zhí)行器完成順序動(dòng)作。曲軸摩擦動(dòng)扭矩測(cè)試在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上進(jìn)行。試驗(yàn)的目的是將摩擦轉(zhuǎn)矩控制在一定范圍內(nèi)，自動(dòng)曲軸扭矩測(cè)試儀的摩擦扭矩指數(shù)為0-150nm,檢測(cè)精度為2%,扭矩傳感器的精度為0.5%,模塊的轉(zhuǎn)換位數(shù)為12,精度為0.25%下面〔包括通道，檢測(cè)/保衛(wèi)和A/D轉(zhuǎn)換精度〕。扭矩機(jī)的測(cè)量和控制框圖如此圖1所示。圖1轉(zhuǎn)矩測(cè)控框圖3.2自動(dòng)檢測(cè)曲軸扭矩的步驟要測(cè)試的內(nèi)燃機(jī)是從自動(dòng)裝配線交付并安裝的。曲軸的后端由試驗(yàn)機(jī)夾緊，并由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。曲軸的初始速度為5r/min,軸頸和滑動(dòng)軸承殼之間的潤(rùn)滑油在自然狀態(tài)下均勻分布。延遲10s后，速度變?yōu)?0r/min,并以該速度測(cè)量扭矩。在測(cè)量扭矩之后，釋放曲軸進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)器返回其原始位置以完成一個(gè)循環(huán)。假如產(chǎn)品不合格，則當(dāng)尾燈點(diǎn)亮且警報(bào)信號(hào)打開時(shí)，檢測(cè)器將發(fā)出聲音。3.3控制程序講明自動(dòng)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)機(jī)的控制程序主要由急停、狀態(tài)初始化、手動(dòng)控制程序功能、自動(dòng)循環(huán)等組成。3.3.1急停部分在程序的開始安裝了緊急呼叫控制程序。這部分程序能夠大大簡(jiǎn)化，采用PO專用輔助繼電器M77.按下按鈕，P0的入口點(diǎn)x511連接，線圈M77工作，所有PC輸出中斷，探測(cè)器緊急停止，并聯(lián)連接常開觸點(diǎn)x511和M77,釋放緊急呼叫按鈕后，測(cè)試儀保持在緊急形式。在該網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)具有常開觸點(diǎn)〔通經(jīng)過序軟件進(jìn)行串行連接〕的鈴聲啟動(dòng)按鈕。因而，當(dāng)按下開場(chǎng)按鈕時(shí)，檢測(cè)器會(huì)重新進(jìn)入機(jī)械動(dòng)態(tài)環(huán)路。由于緊急停止，除輸出繼電器外，所有繼電器，計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器均繼續(xù)工作，一旦恢復(fù)，檢測(cè)器將處于間歇狀態(tài)并開場(chǎng)運(yùn)行而不會(huì)中斷檢測(cè)步驟。3.3.2狀態(tài)初始化狀態(tài)初始化包括將檢測(cè)器恢復(fù)到其原始位置，并在工作開場(chǎng)時(shí)同步重置狀態(tài)存儲(chǔ)器?？刂婆_(tái)上有一個(gè)實(shí)時(shí)顯示，由程序控制，并恢復(fù)為程序的原始按鈕部分。檢測(cè)器能夠自動(dòng)返回占空比的起點(diǎn)。在PO中使用M71時(shí)，能夠生成初始化脈沖，脈沖能夠旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器和狀態(tài)顯示。該命令的目的設(shè)備是輸出繼電器〔y〕，中間繼電器〔m〕和狀態(tài)控制器〔s〕。3.3.3手動(dòng)控制程序功能在手動(dòng)操作中，通常的方式方法是將繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)串聯(lián)使用，這使得布線非常復(fù)雜，使用PC機(jī)程序指令，能夠很容易地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)命令輸出的單次傳輸，既安全又簡(jiǎn)單。在手動(dòng)程序中，通過帶有動(dòng)作顯示的程序手動(dòng)操作按鈕，動(dòng)作指示燈始終處于手動(dòng)開啟狀態(tài)。在自動(dòng)電路中使用了一樣的指示燈，減少了照明方式方法，將程序連接到指示燈上，大大減少了外部接線。3.3.4自動(dòng)循環(huán)進(jìn)入自動(dòng)循環(huán)狀態(tài)后，程序?qū)⒆詣?dòng)執(zhí)行，檢測(cè)器將根據(jù)規(guī)定的動(dòng)作順序工作。程序使用STL〔步進(jìn)梯形圖〕命令打印所謂的梯形圖。通過將該指令與PCOF狀態(tài)機(jī)結(jié)合，能夠輕松實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器的步進(jìn)操作。接受STL指令后，最后一個(gè)狀態(tài)機(jī)開場(chǎng)運(yùn)行，前一個(gè)狀態(tài)機(jī)自動(dòng)復(fù)位，進(jìn)而避免了物體互相之間的晃動(dòng)。4結(jié)束語隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和經(jīng)濟(jì)體制的不斷變化，該行業(yè)呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。內(nèi)燃機(jī)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)，原動(dòng)機(jī)的制造尤為重要。從汽車工業(yè)到造船再到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，都發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了內(nèi)燃機(jī)裝配線曲軸與氣缸部分距離自動(dòng)測(cè)試機(jī)和曲軸摩擦力矩自動(dòng)測(cè)試機(jī)的應(yīng)用，該